JP3776298B2

JP3776298B2 - Optical sensor device

Info

Publication number: JP3776298B2
Application number: JP2000213314A
Authority: JP
Inventors: 光洋永瀬
Original assignee: Laurel Precision Machines Co Ltd
Current assignee: Laurel Precision Machines Co Ltd
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2006-05-17
Anticipated expiration: 2020-07-13
Also published as: JP2002033506A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙葉類や硬貨などの検査媒体の情報を光学的に検出する光学センサ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、貨幣処理機等に組み込まれて紙幣や硬貨等の模様（文字、絵柄、刻印）等の光学的特徴を検出する光学センサ装置は、紙幣や硬貨等の検査媒体に向けて光を照射する発光素子と、この発光素子からの照射光によって生じる、検査媒体からの透過光または反射光を検出する受光素子とを有し、該受光素子の受光量の変化を検出することにより検査媒体の光学的特徴を検出している。
【０００３】
このような光学センサ装置では、検査媒体の透過光を検出する場合、発光素子と受光素子とが、搬送されてくる検査媒体を挟んで対向位置に配置され、他方、検査媒体における反射光を検出する場合、発光素子と受光素子とが、搬送されてくる検査媒体に対し同じ側に配置されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光学センサ装置は、以下のような問題があった。すなわち、発光素子においては、発光させた光が放射状に拡散してしまうために良好な出力特性を得られず、また、受光素子においては、検査媒体からの透過光または反射光が放射状に拡散してしまうために良好な入力特性が得られず、これらの点から検査媒体の光学的特徴を高精度に検出することは難しかった。
【０００５】
したがって、本発明は、検査媒体の光学的特徴を高精度に検出することができる光学センサ装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の光学センサ装置は、検査媒体に向けて光を照射する発光素子と、該発光素子の照射光の前記検査媒体からの透過光または反射光を検出する受光素子とを有し、該受光素子の受光量の変化を検出するものであって、前記発光素子と前記検査媒体との間の光路上、および前記検査媒体と前記受光素子との間の光路上の両方に、導入された光を集光する導光部材をそれぞれ設け、これら導光部材は、同じもので、略円錐形状をなしており、前記発光素子と前記検査媒体との間の光路上には、先端面を前記検査媒体側に、該先端面よりも大きい後端面を前記発光素子側にして配置され、前記検査媒体と前記受光素子との間の光路上には、先端面を前記受光素子側に、該先端面よりも大きい後端面を前記検査媒体側にして配置されていることを特徴としている。
【０００７】
これにより、発光素子と検査媒体との間の光路上、および検査媒体と受光素子との間の光路上の両方に、導入された光を集光する導光部材を設けるため、発光素子と検査媒体との間の光路上に導光部材を配置することで、発光素子の発光光を導光部材で集光するため、該発光光が放射状に拡散してしまうのを防止できる。また、検査媒体と受光素子との間の光路上に導光部材を配置することで、検査媒体からの透過光もしくは反射光を導光部材で集光するため、検査媒体からの透過光もしくは反射光が放射状に拡散してしまうのを防止できる。
導光部材が、発光素子と検査媒体との間の光路上、および検査媒体と受光素子との間の光路上の両方に設けられているため、発光素子からの発光光、および検査媒体からの透過光もしくは反射光を確実に集光させることができる。
【０００８】
本発明の請求項２記載の光学センサ装置は、請求項１記載のものに関し、前記導光部材の外周面には内部側を全反射可能とする鏡面状の被覆部が設けられていることを特徴としている。
【０００９】
このように、導光部材は、略円錐形状をなしており、その外周面には内部側を全反射可能とする鏡面状の被覆部が設けられているため、導入された発光素子からの発光光、あるいは検査媒体からの透過光もしくは反射光を確実に集光させることができる。
【００１０】
本発明の請求項３記載の光学センサ装置は、請求項１または２記載のものに関し、前記導光部材の外周には外光を遮断する被覆部が設けられていることを特徴としている。
【００１１】
このように、導光部材は、略円錐形状をなしており、その外周面には外光を遮断する被覆部が設けられているため、受光素子への外光の影響を排除することができる。
【００１２】
本発明の請求項４記載の光学センサ装置は、請求項２または３記載のものに関して、前記被覆部がアルミ蒸着加工により形成されていることを特徴としている。
【００１３】
このように、被覆部はアルミ蒸着加工により形成されるものであるため、被覆部を簡単かつ確実に形成することができる。
【００１４】
本発明の請求項５記載の光学センサ装置は、請求項２乃至４のいずれか一項記載のものに関して、前記導光部材の頂角が９０度以下とされていることを特徴としている。
【００１５】
このように、略円錐形状の導光部材の頂角が９０度以下とされているため、導入された発光素子からの発光光、あるいは検査媒体からの透過光もしくは反射光をさらに確実に集光させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の第１実施形態の光学センサ装置を図１を参照して以下に説明する。
【００１９】
図１は、第１実施形態の光学センサ装置の構成を示すもので、この光学センサ装置１１は、貨幣処理機に組み込まれて、検査媒体（具体的には紙幣）１２の光学的特徴を検出するものである。
【００２０】
第１実施形態の光学センサ装置１１は、搬送路１３および該搬送路１３で搬送させられる検査媒体１２を挟んで、一側（具体的には上側）に発光素子１５が、逆側（具体的には下側）に受光素子１６がそれぞれ配置されている。ここで、発光素子１５は、その発光光の光軸を検査媒体１２に直交させるように配置されており、受光素子１６は、発光素子１５の光軸上に配置されている。
【００２１】
そして、発光素子１５と搬送路１３で搬送される検査媒体１２との間の光路上に、導入された光を集光する導光部材１７が設置されている。
【００２２】
この導光部材１７は、略円錐形状、具体的には頂角側を中心軸線に対し直交する方向に切り落とした切頭円錐形状をなすガラス等の透明材料からなっている。すなわち、導光部材１７には、その頂角側に、中心軸線に直交する円形の先端面１８が形成され、その頂角に対し反対側に、先端面１８と平行な該先端面１８より大きい円形の後端面１９が形成され、さらに、先端面１８と後端面１９との間にある径方向における外周面２０は、中心軸線に対し所定角度で傾斜する形状とされている。
【００２３】
そして、この導光部材１７は、先端面１８を検査媒体１２側に、後端面１９を発光素子１５側にし、かつその中心軸線を発光素子１５の光軸に一致させるように配置されている。
【００２４】
この導光部材１７の上記外周面２０には、内部側が全反射可能な鏡面状をなし、かつ外光を遮断する被覆部２２が、アルミ蒸着加工により形成されている。すなわち、外周面２０に形成された被覆部２２は、進入した光を漏らさず、しかも外光や迷光を遮断する。また、導光部材１７の外周面２０の傾斜角度すなわち被覆部２２の傾斜角度は、後端面１９側から導入される光を全反射可能な角度とされており、後端面１９から導入された光は、集光されて先端面１８から出射される。
【００２５】
ここで、発光素子１５側の光軸と、導光部材１７の中心軸すなわち導光部材１７の頂角を二等分した線（Ｙ線）の軸とを一致（同軸となるように配置）させた上で、導光部材１７の頂角（導光部材１７を中心軸線を通る面で切断したときの切断面の頂点側の角度）αを９０度以下とする。このとき、検査媒体１２に照射される光の照度は以下のようにして求めることができる。
【００２６】
輝度Ｌ、
導光部材１７の先端面１８（照射光口）の面積をΔＳ、
先端面１８の法線と照射する光線とがなす角をθ、
先端面１８から検査媒体１２までの距離をＤ、
検査媒体１２の照射される面積をｄＳ、
検査媒体１２の面の法線と照射される光線の光軸とがなす角をφとしたとき、
検査媒体１２に照射される光の見かけの面積はΔＳ・ｃｏｓφとなり、この面が導光部材１７の先端面１８に対して張る立体角ωは、次式で表すことができる。
ｄω＝ΔＳ・ｃｏｓφ／Ｄ²
【００２７】
このときの照度Ｅは、次式となる。
Ｅ＝Ｌ・ΔＳ・ｃｏｓθ・ｃｏｓφ／Ｄ²
【００２８】
そして、導光部材１７の先端面１８と搬送されてくる検査媒体１２の面とが互いに平行で、発光素子１５および導光部材１７の光軸がこれらの面に対しいずれも垂直に入射する場合、角θおよび角φは、いずれも０度となるので、照度Ｅは、次式で求めることができる。
Ｅ＝Ｌ・ΔＳ／Ｄ²
【００２９】
上記の式より、導光部材１７の先端面１８から出る照射光は、検査媒体１２までの距離と先端面１８の面積とを同条件とした場合に、頂角αの角度によって検査媒体１２に照射される照射面積が異なってくる。つまり、この頂角αを小さくすることによって導光部材１７によって集光された光は、より小さい面積で効率よく検査媒体１２に照射されることになる。
【００３０】
以上のようにして集光された光は、先端面１８から検査媒体１２に向けて照射される。
【００３１】
また、検査媒体１２と受光素子１６との間の光路上にも、導入された光を集光する上記と同じ導光部材１７が設置されている。この導光部材１７は、頂角側の先端面１８を受光素子１６側に、逆側の後端面１９を検査媒体１２側にし、かつその中心軸線を発光素子１５の光軸に一致させるように配置されている。すなわち、発光素子１５の光軸、発光素子１５と検査媒体１２との間の導光部材１７の中心軸、検査媒体１２の透過光の光軸、検査媒体１２と受光素子１６との間の導光部材１７の中心軸、および受光素子１６の軸は、すべて一直線（Ｙ線）上にあることになる。
【００３２】
この導光部材１７は、受光素子１６が光を受光する際に、発光素子１５から発光され導光部材１７で集光されて、さらに検査媒体１２を透過した透過光のみを確実に捕らえるようにするために設けられるものであり、受光したい発光素子１５からの光を効率よく集光するとともに、それ以外の外光や迷光などの余計な光を捕らえないようにする。
【００３３】
以上の第１実施形態の光学センサ装置１１においては、検査媒体１２に向けて発光素子１５が照射した光は、発光素子１５と検査媒体１２との間の導光部材１７で集光された後、検査媒体１２を通過し、検査媒体１２と受光素子１６との間の導光部材１７で集光された後、受光素子１６で受光されることになる。そして、受光素子１６の受光量の変化を検出して検査媒体１２の光学的特徴を検出することになる。
【００３４】
このように、発光素子１５と検査媒体１２との間の光路上、および検査媒体１２と受光素子１６との間の光路上の両方に、導入された光を集光する導光部材１７をそれぞれ設けるため、発光素子１５の発光光を導光部材１７で集光する結果、該発光光が放射状に拡散してしまうのを防止でき、検査媒体１２からの透過光を導光部材１７で集光する結果、検査媒体１２からの透過光が放射状に拡散してしまうのを防止できる。
したがって、検査媒体１２の光学的特徴を高精度に検出することができることになる。
【００３５】
加えて、両導光部材１７は、略円錐形状をなしており、その径方向における外周面２０には内部側を全反射可能とする鏡面状をなし、かつ外光を遮断する被覆部２２が設けられているため、導入された発光素子１５からの発光光、および検査媒体１２からの透過光を確実に集光させることができる上、受光素子１６側への外光の影響を排除することができる。
したがって、検査媒体１２の光学的特徴をさらに高精度に検出することができることになる。
【００３６】
しかも、被覆部２２がアルミ蒸着加工により形成されるため、被覆部２２を簡単かつ確実に形成することができる。
【００３７】
さらに、略円錐形状の導光部材１７の頂角αが９０度以下とされているため、導入された発光素子１５からの発光光、および検査媒体１２からの透過光をさらに確実に集光させることができる。
したがって、検査媒体１２の光学的特徴をさらに高精度に検出することができることになる。
【００３８】
なお、以上においては、発光素子１５と検査媒体１２との間の光路上、および検査媒体１２と受光素子１６との間の光路上の両方に、導入された光を集光する導光部材１７をそれぞれ設ける場合を例にとり説明したが、発光素子１５と検査媒体１２との間の光路上、および検査媒体１２と受光素子１６との間の光路上のいずれか一方に設けるだけでも、従来に比して検査媒体１２の光学的特徴を高精度に検出することができる。
【００３９】
また、導光部材１７の形状は、上記形状に限定されることはなく、例えば、外周面のうちの一の面に平行な平面で切ったときに断面が一定の等脚台形形状をなすものとしてもよい。この場合は前記台形の上底側が上記先端面とされ、前記台形の下底側が上記後端面とされて、これらの間に存在するすべての外周面に上記と同様の被覆部が形成されることになる。
【００４０】
次に、本発明の第２実施形態の光学センサ装置を図２を参照して以下に第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００４１】
第２の実施の形態の光学センサ装置１１は、貨幣処理機に組み込まれて、検査媒体１２（具体的には硬貨）の光学的特徴を検出するものである。
【００４２】
第２実施形態の光学センサ装置１１は、搬送路１３および該搬送路１３で搬送させられる検査媒体１２に対し、一側（具体的には上側）に発光素子１５が、同側に受光素子１６がそれぞれ配置されている。ここで、発光素子１５は、その発光光の光軸を検査媒体１２に所定の角度で配置させ、その正反射方向に受光素子１６が配置されている。
【００４３】
そして、発光素子１５と搬送路１３で搬送される検査媒体１２との間の光路上に、第１実施形態と同様の導光部材１７が、先端面１８を検査媒体１２側に、後端面１９を発光素子１５側にし、かつその中心軸線を発光素子１５の光軸に一致させるようにして設置されており、検査媒体１２と受光素子１６との間の光路上にも、第１実施形態と同様の導光部材１７が、先端面１８を受光素子１６側に、後端面１９を検査媒体１２側にし、かつその中心軸線を検査媒体１２で正反射される発光素子１５の光軸に一致させるようにして設置されている。
【００４４】
以上の第２実施形態の光学センサ装置１１においては、検査媒体１２に向けて発光素子１５が照射した光は、発光素子１５と検査媒体１２との間の導光部材１７で集光された後、検査媒体１２で反射させられ、検査媒体１２と受光素子１６との間の導光部材１７で集光された後、受光素子１６で受光されることになる。そして、受光素子１６の受光量の変化を検出して検査媒体１２の光学的特徴を検出する。
【００４５】
以上の第２実施形態の光学センサ装置１１においても、検査媒体１２と受光素子１６との間の導光部材１７が検査媒体１２からの反射光を集光させる以外は第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００４６】
なお、以上の第２実施形態の光学センサ装置１１においても、第１実施形態と同様の変更が可能である。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項１記載の光学センサ装置によれば、発光素子と検査媒体との間の光路上、および検査媒体と受光素子との間の光路上の両方に、導入された光を集光する導光部材を設けるため、発光素子と検査媒体との間の光路上に導光部材を配置することで、発光素子の発光光を導光部材で集光するため、該発光光が放射状に拡散してしまうのを防止できる。また、検査媒体と受光素子との間の光路上に導光部材を配置することで、検査媒体からの透過光もしくは反射光を導光部材で集光するため、検査媒体からの透過光もしくは反射光が放射状に拡散してしまうのを防止できる。
したがって、検査媒体の光学的特徴を高精度に検出することができることになる。
導光部材が、発光素子と検査媒体との間の光路上、および検査媒体と受光素子との間の光路上の両方に設けられているため、発光素子からの発光光、および検査媒体からの透過光もしくは反射光を確実に集光させることができる。
したがって、検査媒体の光学的特徴をより一層高精度に検出することができることになる。
【００４８】
本発明の請求項２記載の光学センサ装置によれば、導光部材が、略円錐形状をなしており、その外周面には内部側を全反射可能とする鏡面状の被覆部が設けられているため、導入された発光素子からの発光光、あるいは検査媒体からの透過光もしくは反射光を確実に集光させることができる。
したがって、検査媒体の光学的特徴をさらに高精度に検出することができることになる。
【００４９】
本発明の請求項３記載の光学センサ装置によれば、導光部材が、略円錐形状をなしており、その外周面には外光を遮断する被覆部が設けられているため、受光素子への外光の影響を排除することができる。
したがって、検査媒体の光学的特徴をさらに高精度に検出することができることになる。
【００５０】
本発明の請求項４記載の光学センサ装置によれば、被覆部がアルミ蒸着加工により形成されるものであるため、被覆部を簡単かつ確実に形成することができる。
【００５１】
本発明の請求項５記載の光学センサ装置によれば、略円錐形状の導光部材の頂角が９０度以下とされているため、導入された発光素子からの発光光、あるいは検査媒体からの透過光もしくは反射光をさらに確実に集光させることができる。
したがって、検査媒体の光学的特徴をさらに高精度に検出することができることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の光学センサ装置を概略的に示す正面図である。
【図２】本発明の第２実施形態の光学センサ装置を概略的に示す正面図である。
【符号の説明】
１１光学センサ装置
１２検査媒体
１３搬送路
１５発光素子
１６受光素子
１７導光部材
１８先端面
１９後端面
２０外周面
２２被覆部
α 頂角[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical sensor device that optically detects information on an inspection medium such as paper sheets and coins.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an optical sensor device that is incorporated in a money handling machine or the like and detects an optical feature such as a bill (such as a bill or a coin) (characters, patterns, or engraving) irradiates light toward an inspection medium such as a bill or a coin. A light-emitting element; and a light-receiving element that detects transmitted light or reflected light from the inspection medium, which is generated by light emitted from the light-emitting element. The characteristic feature is detected.
[0003]
In such an optical sensor device, when detecting the transmitted light of the inspection medium, the light emitting element and the light receiving element are arranged at opposite positions across the inspection medium being conveyed, and on the other hand, the reflected light on the inspection medium is detected. In this case, the light emitting element and the light receiving element are arranged on the same side with respect to the inspection medium being conveyed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional optical sensor device has the following problems. That is, in the light emitting element, the emitted light is diffused radially, so that good output characteristics cannot be obtained. In the light receiving element, transmitted light or reflected light from the inspection medium is diffused radially. Therefore, good input characteristics cannot be obtained, and it is difficult to detect the optical characteristics of the inspection medium with high accuracy from these points.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to provide an optical sensor device that can detect optical characteristics of an inspection medium with high accuracy.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an optical sensor device according to claim 1 of the present invention includes a light emitting element that emits light toward an inspection medium, and transmitted light or reflection of the light emitted from the light emitting element from the inspection medium. A light receiving element for detecting light, and detecting a change in the amount of light received by the light receiving element, on an optical path between the light emitting element and the inspection medium, and the inspection medium and the light receiving element. both of the light path between, provided the introduced to the light guide member for condensing light, respectively, which guide members are the same, has a substantially conical shape, and the light emitting element and the test medium On the optical path between the inspection medium and the light receiving element, the front end surface is disposed on the inspection medium side and the rear end surface larger than the front end surface is disposed on the light emitting element side. The rear end surface is larger than the front end surface on the light receiving element side. It is characterized in that it is arranged in the serial test medium.
[0007]
Accordingly, a light guide member for condensing the introduced light is provided both on the optical path between the light emitting element and the inspection medium and on the optical path between the inspection medium and the light receiving element. By disposing the light guide member on the optical path between the medium and the light emitted from the light emitting element is collected by the light guide member, it is possible to prevent the emitted light from diffusing radially. Further, by arranging the light guide member on the optical path between the test disk and the light receiving element, for condensing the transmitted light or reflected light from the test medium in the light guide member, the transmitted light or reflected from the test medium It is possible to prevent light from diffusing radially.
Since the light guide member is provided both on the optical path between the light emitting element and the inspection medium and on the optical path between the inspection medium and the light receiving element, the light emitted from the light emitting element and the inspection medium Transmitted light or reflected light can be reliably collected.
[0008]
The optical sensor device according to claim 2 of the present invention relates to those of claim 1, wherein the mirror-like covering portion to allow total reflection of the inner side is provided on the outer peripheral surface of the light guide member It is characterized by.
[0009]
In this way, the light guide member has a substantially conical shape, and the outer peripheral surface is provided with a mirror-like covering portion that allows total reflection on the inner side. Therefore, light emission from the introduced light emitting element is performed. Light, or transmitted light or reflected light from the inspection medium can be reliably collected.
[0010]
The optical sensor device according to claim 3 of the present invention relates to those of claim 1 or 2, wherein the outer periphery of the light guide member is characterized in that the covering portion for blocking outside light is provided.
[0011]
As described above, the light guide member has a substantially conical shape, and since the outer peripheral surface is provided with the covering portion that blocks the external light, the influence of the external light on the light receiving element can be eliminated. .
[0012]
An optical sensor device according to a fourth aspect of the present invention is characterized in that the covering portion is formed by aluminum vapor deposition processing with respect to the optical sensor device according to the second or third aspect.
[0013]
Thus, since a coating | coated part is formed by aluminum vapor deposition processing, a coating | coated part can be formed easily and reliably.
[0014]
An optical sensor device according to a fifth aspect of the present invention is characterized in that, with respect to the optical sensor device according to any one of the second to fourth aspects, an apex angle of the light guide member is 90 degrees or less.
[0015]
Thus, since the apex angle of the substantially conical light guide member is 90 degrees or less, the emitted light from the introduced light emitting element, or the transmitted or reflected light from the inspection medium is more reliably collected. Can be made.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, an optical sensor device according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
[0019]
FIG. 1 shows the configuration of the optical sensor device of the first embodiment. This optical sensor device 11 is incorporated in a money handling machine and detects optical characteristics of an inspection medium (specifically, banknote) 12. To do.
[0020]
The optical sensor device 11 according to the first embodiment has a light emitting element 15 on one side (specifically, an upper side) and a reverse side (specifically, with a conveyance path 13 and an inspection medium 12 conveyed on the conveyance path 13 in between. The light receiving elements 16 are respectively disposed on the lower side. Here, the light emitting element 15 is disposed so that the optical axis of the emitted light is orthogonal to the inspection medium 12, and the light receiving element 16 is disposed on the optical axis of the light emitting element 15.
[0021]
A light guide member 17 that collects the introduced light is installed on the optical path between the light emitting element 15 and the inspection medium 12 transported by the transport path 13.
[0022]
The light guide member 17 is made of a transparent material such as glass having a substantially conical shape, specifically, a truncated conical shape with the apex angle side cut off in a direction orthogonal to the central axis. That is, the light guide member 17 is formed with a circular tip surface 18 orthogonal to the central axis on the apex angle side, and is larger than the tip surface 18 parallel to the tip surface 18 on the opposite side to the apex angle. A circular rear end surface 19 is formed, and a radially outer peripheral surface 20 between the front end surface 18 and the rear end surface 19 is inclined at a predetermined angle with respect to the central axis.
[0023]
The light guide member 17 is disposed so that the front end surface 18 is on the inspection medium 12 side, the rear end surface 19 is on the light emitting element 15 side, and the center axis is aligned with the optical axis of the light emitting element 15.
[0024]
On the outer peripheral surface 20 of the light guide member 17, a covering portion 22 is formed by aluminum vapor deposition, which has a mirror-like shape capable of totally reflecting the inner side and blocks external light. That is, the covering portion 22 formed on the outer peripheral surface 20 does not leak the light that has entered, and blocks external light and stray light. Further, the inclination angle of the outer peripheral surface 20 of the light guide member 17, that is, the inclination angle of the covering portion 22, is an angle at which the light introduced from the rear end face 19 side can be totally reflected, and the light introduced from the rear end face 19. Are condensed and emitted from the tip surface 18.
[0025]
Here, the optical axis on the light-emitting element 15 side coincides with the central axis of the light guide member 17, that is, the axis of the line (Y line) obtained by dividing the apex angle of the light guide member 17 (arranged so as to be coaxial). Then, the apex angle of the light guide member 17 (the angle on the apex side of the cut surface when the light guide member 17 is cut along a plane passing through the central axis) is set to 90 degrees or less. At this time, the illuminance of light applied to the inspection medium 12 can be obtained as follows.
[0026]
Brightness L,
The area of the front end surface 18 (irradiation light port) of the light guide member 17 is ΔS,
An angle formed by the normal line of the tip surface 18 and the irradiated light beam is θ,
D, the distance from the tip surface 18 to the inspection medium 12
The irradiation area of the inspection medium 12 is dS,
When the angle formed by the normal of the surface of the inspection medium 12 and the optical axis of the irradiated light beam is φ,
The apparent area of the light irradiated on the inspection medium 12 is ΔS · cos φ, and the solid angle ω that this surface stretches with respect to the tip surface 18 of the light guide member 17 can be expressed by the following equation.
dω = ΔS · cosφ / D ²
[0027]
The illuminance E at this time is represented by the following equation.
E = L · ΔS · cos θ · cos φ / D ²
[0028]
When the front end surface 18 of the light guide member 17 and the surface of the inspection medium 12 being conveyed are parallel to each other, and the optical axes of the light emitting element 15 and the light guide member 17 are incident perpendicularly to these surfaces. Since the angle θ and the angle φ are both 0 degrees, the illuminance E can be obtained by the following equation.
E = L · ΔS / D ²
[0029]
From the above formula, the irradiation light emitted from the front end surface 18 of the light guide member 17 is applied to the inspection medium 12 by the angle of the apex angle α when the distance to the inspection medium 12 and the area of the front end surface 18 are the same. The irradiated area is different. That is, by reducing the apex angle α, the light collected by the light guide member 17 is efficiently irradiated onto the inspection medium 12 with a smaller area.
[0030]
The light condensed as described above is irradiated from the front end surface 18 toward the inspection medium 12.
[0031]
Further, the same light guide member 17 as described above for condensing the introduced light is also installed on the optical path between the inspection medium 12 and the light receiving element 16. The light guide member 17 has the apex surface 18 on the apex angle side facing the light receiving element 16, the rear end surface 19 on the opposite side facing the inspection medium 12, and the center axis thereof aligned with the optical axis of the light emitting element 15. Has been placed. That is, the optical axis of the light emitting element 15, the central axis of the light guide member 17 between the light emitting element 15 and the inspection medium 12, the optical axis of the transmitted light of the inspection medium 12, and the guide between the inspection medium 12 and the light receiving element 16. The central axis of the optical member 17 and the axis of the light receiving element 16 are all on a straight line (Y line).
[0032]
When the light receiving element 16 receives light, the light guide member 17 reliably captures only the transmitted light that is emitted from the light emitting element 15 and collected by the light guide member 17 and transmitted through the inspection medium 12. This is provided to efficiently collect light from the light-emitting element 15 that is desired to receive light, and prevent other light such as outside light and stray light from being captured.
[0033]
In the optical sensor device 11 of the first embodiment described above, the light emitted from the light emitting element 15 toward the inspection medium 12 is collected by the light guide member 17 between the light emitting element 15 and the inspection medium 12. After passing through the inspection medium 12, the light is collected by the light guide member 17 between the inspection medium 12 and the light receiving element 16, and then received by the light receiving element 16. Then, a change in the amount of light received by the light receiving element 16 is detected to detect the optical characteristics of the inspection medium 12.
[0034]
As described above, the light guide members 17 that collect the introduced light are both provided on the optical path between the light emitting element 15 and the inspection medium 12 and on the optical path between the inspection medium 12 and the light receiving element 16. Therefore, as a result of condensing the emitted light of the light emitting element 15 by the light guide member 17, it is possible to prevent the emitted light from diffusing radially, and the transmitted light from the inspection medium 12 is collected by the light guide member 17. As a result, the transmitted light from the inspection medium 12 can be prevented from diffusing radially.
Therefore, the optical characteristics of the inspection medium 12 can be detected with high accuracy.
[0035]
In addition, both the light guide members 17 have a substantially conical shape, and the outer peripheral surface 20 in the radial direction has a mirror surface shape that allows total internal reflection, and a covering portion 22 that blocks external light. Therefore, the emitted light from the introduced light emitting element 15 and the transmitted light from the inspection medium 12 can be reliably collected, and the influence of external light on the light receiving element 16 side can be eliminated. Can do.
Therefore, the optical characteristics of the inspection medium 12 can be detected with higher accuracy.
[0036]
And since the coating | coated part 22 is formed by aluminum vapor deposition, the coating | coated part 22 can be formed easily and reliably.
[0037]
Further, since the apex angle α of the substantially conical light guide member 17 is 90 degrees or less, the emitted light from the introduced light emitting element 15 and the transmitted light from the inspection medium 12 are more reliably condensed. be able to.
Therefore, the optical characteristics of the inspection medium 12 can be detected with higher accuracy.
[0038]
In the above, the light guide member 17 that condenses the introduced light both on the optical path between the light emitting element 15 and the inspection medium 12 and on the optical path between the inspection medium 12 and the light receiving element 16. However, the conventional method is not limited to the provision of the light source 15 on the optical path between the light emitting element 15 and the inspection medium 12 and the light path between the inspection medium 12 and the light receiving element 16. In comparison, the optical characteristics of the inspection medium 12 can be detected with high accuracy.
[0039]
In addition, the shape of the light guide member 17 is not limited to the above shape. For example, the light guide member 17 has an isosceles trapezoidal shape with a constant cross section when cut by a plane parallel to one of the outer peripheral surfaces. It is good. In this case, the upper base side of the trapezoid is the tip surface, and the lower base side of the trapezoid is the rear end surface, and the same covering portion as above is formed on all outer peripheral surfaces existing between them. become.
[0040]
Next, an optical sensor device according to a second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 2 focusing on the differences from the first embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part similar to 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
[0041]
The optical sensor device 11 according to the second embodiment is incorporated in a money handling machine and detects optical characteristics of the inspection medium 12 (specifically, a coin).
[0042]
In the optical sensor device 11 according to the second embodiment, the light emitting element 15 is provided on one side (specifically, the upper side) and the light receiving element 16 is provided on the same side with respect to the conveyance path 13 and the inspection medium 12 conveyed on the conveyance path 13. Are arranged respectively. Here, in the light emitting element 15, the optical axis of the emitted light is arranged at a predetermined angle on the inspection medium 12, and the light receiving element 16 is arranged in the regular reflection direction.
[0043]
Then, on the optical path between the light emitting element 15 and the inspection medium 12 conveyed by the conveyance path 13, a light guide member 17 similar to that of the first embodiment is arranged such that the front end surface 18 faces the inspection medium 12 and the rear end surface 19. Is arranged on the light emitting element 15 side and the center axis thereof is aligned with the optical axis of the light emitting element 15, and also on the optical path between the inspection medium 12 and the light receiving element 16. A similar light guide member 17 has the front end face 18 on the light receiving element 16 side, the rear end face 19 on the inspection medium 12 side, and the central axis thereof coincides with the optical axis of the light emitting element 15 that is regularly reflected by the inspection medium 12. It is installed in this way.
[0044]
In the optical sensor device 11 according to the second embodiment described above, the light emitted from the light emitting element 15 toward the inspection medium 12 is collected by the light guide member 17 between the light emitting element 15 and the inspection medium 12. The light is reflected by the inspection medium 12, collected by the light guide member 17 between the inspection medium 12 and the light receiving element 16, and then received by the light receiving element 16. Then, the optical feature of the inspection medium 12 is detected by detecting a change in the amount of light received by the light receiving element 16.
[0045]
The optical sensor device 11 of the second embodiment is the same as that of the first embodiment except that the light guide member 17 between the inspection medium 12 and the light receiving element 16 collects the reflected light from the inspection medium 12. Therefore, the same effect as the first embodiment can be exhibited.
[0046]
In addition, also in the optical sensor apparatus 11 of the above 2nd Embodiment, the change similar to 1st Embodiment is possible.
[0047]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the optical sensor device of the first aspect of the present invention, both on the optical path between the light emitting element and the inspection medium and on the optical path between the inspection medium and the light receiving element, In order to provide a light guide member that condenses the introduced light, the light guide member is disposed on the optical path between the light emitting element and the inspection medium, so that the light emitted from the light emitting element is collected by the light guide member. The emitted light can be prevented from diffusing radially. Further, by arranging the light guide member on the optical path between the test disk and the light receiving element, for condensing the transmitted light or reflected light from the test medium in the light guide member, the transmitted light or reflected from the test medium It is possible to prevent light from diffusing radially.
Therefore, the optical characteristics of the inspection medium can be detected with high accuracy.
Since the light guide member is provided both on the optical path between the light emitting element and the inspection medium and on the optical path between the inspection medium and the light receiving element, the light emitted from the light emitting element and the inspection medium Transmitted light or reflected light can be reliably collected.
Therefore, the optical characteristics of the inspection medium can be detected with higher accuracy.
[0048]
According to the optical sensor device of the second aspect of the present invention, the light guide member has a substantially conical shape, and the outer peripheral surface thereof is provided with a mirror-like covering portion capable of totally reflecting the inner side. Therefore, the emitted light from the introduced light emitting element, or the transmitted light or reflected light from the inspection medium can be reliably collected.
Therefore, the optical characteristics of the inspection medium can be detected with higher accuracy.
[0049]
According to the optical sensor device of the third aspect of the present invention, the light guide member has a substantially conical shape, and the outer peripheral surface is provided with the covering portion that blocks outside light. The influence of external light can be eliminated.
Therefore, the optical characteristics of the inspection medium can be detected with higher accuracy.
[0050]
According to the optical sensor device of the fourth aspect of the present invention, since the covering portion is formed by aluminum vapor deposition, the covering portion can be easily and reliably formed.
[0051]
According to the optical sensor device of the fifth aspect of the present invention, since the apex angle of the substantially conical light guide member is 90 degrees or less, the light emitted from the introduced light emitting element or from the inspection medium Transmitted light or reflected light can be collected more reliably.
Therefore, the optical characteristics of the inspection medium can be detected with higher accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view schematically showing an optical sensor device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view schematically showing an optical sensor device according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Optical sensor apparatus 12 Inspection medium 13 Conveyance path 15 Light emitting element 16 Light receiving element 17 Light guide member 18 Front end surface 19 Rear end surface 20 Outer peripheral surface 22 Covering part α Vertical angle

Claims

A light emitting element that emits light toward the inspection medium and a light receiving element that detects transmitted light or reflected light from the inspection medium of the light emitted from the light emitting element, and detects a change in the amount of light received by the light receiving element In the optical sensor device to
An optical path between the light emitting element and the test medium, and both an optical path between the test medium and the light receiving element, provided with a light guide member for condensing the introduced light, respectively,
These light guide members are the same and have a substantially conical shape. On the optical path between the light emitting element and the inspection medium, the front end surface is larger than the front end surface on the inspection medium side. An end surface is disposed on the light emitting element side, and on the optical path between the inspection medium and the light receiving element, a front end surface is on the light receiving element side, and a rear end surface larger than the front end surface is on the inspection medium side. An optical sensor device characterized by being arranged .

Total reflection can an optical sensor device according to claim 1, wherein a mirror-like covering portion is provided to the inner side of the outer peripheral surface of the light guide member.

The optical sensor device according to claim 1 or 2, wherein the covering portion is provided for blocking the external light on the outer surface of the light guide member.

4. The optical sensor device according to claim 2, wherein the covering portion is formed by aluminum vapor deposition.

The optical sensor device according to claim 2, wherein the light guide member has an apex angle of 90 degrees or less.